IBM刀片分布式资源调度和高可用性虚拟化解决方案

目标客户
使用和管理几十甚至上百台一路、两路服务器，且利用率不高的客户。
使用 JAVA 或 .NET 环境自行开发应用的客户。
正在运行和准备使用 Microsoft SQL Server 数据库的客户。
使用多种操作系统，如 Windows、Linux 或 Netware 的客户。 

客户需求
随着企业业务的不断发展，企业的 I/T 环境也在不断进行演变。经过多年的积累，在很多大型企业的 IT 机房中逐渐形成了大量的服务器系统，运行企业的各种业务应用，其中有很多运行在 Linux、Windows 2000、Windows 2003、Netware 系统平台上，属于企业的核心业务应用，包括数据库系统和核心的应用程序。

这些系统包括：

中小规模数据库系统
邮件服务器系统（Exchange server, Domino Server...）
企业资源规划（ERP）
各种通讯服务器
企业门户系统及其周边应用
大量的开发，测试用服务器
已及其它各种类型的企业应用
这种 IT 模式决定了管理员必须要同时管理大量的服务器系统，有时会达到几十台甚至上百台。企业的 IT 经理门往往面临着巨大的成本压力，管理压力和业务连续性要求的压力。作为企业 IT 部门或业务部门的经理，您是否还面临一下这些问题的困扰？

成本考虑
对贵公司而言降低总体拥有成本是否是最先考虑的问题？

管理考虑
您是否在管理 30台以上的 Intel 平台服务器？但有很大一部分的服务器利用率其实很低。
贵公司的业务部门是否正在由于快速业务扩张，要求您运行数量庞大的服务器？
为了满足业务部门的新业务需求，您是否一直在购买新服务器硬件？而且部署缓慢？

故障/灾难恢复考虑
您能否始终保证达到您所制定的故障或者灾难恢复时间的目标？
由于成本原因，是否您处于不得已，而将某些重要应用排除在了灾难恢复的范围之外？
对贵公司而言减少恢复所需时间是否非常重要？

可用性考虑
您能始终达到您所制定的应用可用性目标吗？
您是否因为缺少设备和电力资源从而不能实施群集或高可用方案？

当您从旧的服务器升级到新的服务器的时候，服务器需要停机维护的时候，您的业务仍然能保持 24小时在线吗？
软件开发、测试环境考虑
您想在单台系统上同时建立多个不同的开发测试环境？
您的应用开发人员及 QA 工程师是否花费了大量时间在新的测试服务器的安装上？
你能测试到所有期望的服务器平台上的选件、中间件、数据库及操作环境吗？
从 QA 工程师到开发人员，从支持人员到 QA，从 QA 到生产服务器管理，软件分发、部署是否消耗大量时间和资源？
您是否为开发人员所要求建立新的测试服务器及分发服务并且重建环境所苦恼？
您是否有大量应用由于服务器资源缺少在上线前未进行过足够的测试？

服务器资源的共同管理、分配和使用的考虑
在大量零散服务器的系统中，管理员很难实现系统资源的共享。比如当 Web Server 工作负载很重的时候，Mail Server 却可能处在空闲的状态。但管理员无法根据实际情况对资源进行调整。
同时负责大量服务器的日常维护，比如 BIOS/Firmware 的定期升级，驱动程序的更新。特别是当所有这些服务器属于不同的品牌，不同的操作系统，不同的配置时，这一工作就变得更加艰巨，稍有疏忽就可能导致系统的不稳定和异常宕机。

高可用性解决方案的考虑
种类繁多的关键应用服务器需要高可用性解决方案，数据库系统、邮件服务器系统、ERP 系统等所采用的 HA 方案各不相同，您需要花费大量的经费购买 HA 软件，并且会面对复杂的部署和维护任务。
服务器正常运行时，HA 后备机全部处于闲置状态，不仅造成了硬件资源的严重浪费，而且大多数的非关键应用由于没有使用 HA 集群，始终存在单点故障，投资和回报不成正比。

VMware 系统介绍
对于上文所列出的问题，VMware 提供了很好的解决方案，这里我们先来对 VMware 的特性进行初步的了解：

虚拟分区
在传统的主机系统及高端小型机系统上，系统分区（System Partitioning）是一种重要的工具用来对系统硬件资源进行动态分配。IBM x系列服务器可以通过 VMware 实现逻辑分区的功能，即通过 VMware 在单一的 x86 架构的硬件平台上同时、并发地运行多个操作系统，如 Win（95, 98,XP,NT，2K,2003）、Linux（RedHat, SuSE）、Novell Netware、Sun Solaris、Free BSD 等。该特性与传统的 PC 服务器有很大区别？通过这一功能可以将不同的应用运行在同一服务器平台的不同操作系统下，并且相互安全隔离，不受病毒或者某个应用引起的系统崩溃的影响。这样即可以实现将众多中小应用进行整合，实现统一管理。又可以充分均衡硬件资源，实现资源的最佳优化。

系统迁移
如果 VMware 分区建立在 SAN 存储之上，用户还可以通过 VMware 提供的 VMotion 技术在需要维护的时候迁移活动的、正在运行中的虚拟机，还保持业务连续可用。这个技术是在传统的 UNIX 分区技术上，也无法实现的。

灾难恢复
灾难恢复是近几年来，企业在关键业务上，一直关注的一个问题。但高级别的灾备需要花费昂贵的费用和维护成本，普通企业负担不起。VMware 通过"1个分区 = 1个文件"的 技术，通过对存储上的"分区文件" (包含系统和数据) 进行远程同步的方法，在最小硬件投资的基础上，实现在多种平台上（VMare 所支持的）可负担得起的高效率双向灾难备份。
从以上所提到的节约成本，简化管理，快速灾难/故障恢复，提高应用可用性等角度，VMware 解决方案帮助客户全面解决面临的应用挑战。新版本的 VMware Infrastructure 3 为客户提供了分布式资源调度和 HA 功能，使虚拟化方案更加完善。下面的章节我们来着重介绍这两部分功能能为客户带来什么样的好处。

解决方案描述
VMware DRS
VMware® Distributed Resource Scheduler（DRS）分布式资源调度解决方案，正是针对上述"服务器资源的共同管理、分配和使用"这一IT 经理希望达到而又很难解决的问题的。VMware DRS 可以将一组硬件资源重新组织为逻辑的计算能力资源池（resource pool），进而实现动态均衡分配这些计算资源。VMware DRS 可根据业务需求和业务重要性预先定义相应的资源分配原则，并持续监控资源池的使用率，智能地为相关虚拟机分配资源。当一个虚拟机遇到负载的增加时，DRS 通过为资源池中的物理服务器重新分配虚拟机的方式，为其分配更多的资源。

VMware DRS 可以帮助 IT 部门实现：

根据业务目标，优化资源以保证最有价值的应用使用更多的资源。
应对业务的改变，自动并持续地优化硬件使用率。
为业务部门提供专门的架构，而同时可保证硬件级的集中管理和控制。
提高系统管理员的生产力，单一系统管理员可监控和有效管理所有的资源。
自动硬件维护。当一个物理服务器需要维护时，DRS 自动将所有虚拟机迁移到其他物理机上，可实现服务器
增加和部署新的资源简单易行。当增加新的物理服务器到资源池时，DRS 可自动利用新增的计算能力，重新分布虚拟机。
那么 VMware DRS 是如何实现的呢？我们来看下面这张图：

DRS 允许用户自行定义一些政策和规则，以决定虚拟机如何共享现有资源以及这些资源如何在多个虚拟机之间优化使用。当一个应用所处的虚拟机遇到负载的增加时，DRS 首先根据事先制订的资源分配规则，判断该应用的优先级，当确定符合要求后，则分配增加的资源给该虚拟机。为虚拟机增加资源可以通过迁移虚拟机到其他具有更多资源的服务器上，或者通过将其他虚拟机迁移至别的服务器上"省"出更多的资源等两种方法来实现。DRS 通过 VMware VMotion 的功能，动态迁移虚拟机到另一台物理服务器，该操作对于最终用户完全是透明的。VMware DRS 可以被配置为自动操作或手动操作。在自动操作方式下，DRS 在确定了最可能的虚拟机分布方案后，自动将虚拟机分配到最适合的物理机上；在手动操作方式下，DRS 可提供虚拟机最优部署方案的建议，由系统管理员决定是否进行相应的改变。资源池是一种便于管理的分级的组织结构，允许管理员根据业务组织结构的需要匹配可用的 IT 资源。每一个独立的业务部门可以使用专用的 IT 资源而依然可以享用资源池的好处。

VMware HA
VMware 高可用性（HA）解决方案有效的解决了目前其它高可用性解决方案面临的问题。当运行 VMware ESX 的物理服务器宕机时，所有运行于该服务器的虚拟机可以自动切换到其它的 VMware 服务器上，相对传统的双机容错方案，VMware HA 可以最大程度减少因硬件故障造成的服务器宕机和服务中断时间。不同于其它 HA 的热备机方式，所有的 VMware HA 服务器都在运行生产系统，充分利用现有硬件资源。同时，对繁多的操作系统和应用程序，VMware 提供统一的 HA 解决方案，避免了针对不同操作系统或者应用，采用不同的 HA 方案带来的额外开销和复杂性。

通过 VMware HA，IT 部门可以：

为没有容错功能的应用提供冗余保护
传统意义上 HA 实现很复杂并且价格昂贵，多用于关键性的服务或应用，而 VMware HA 为所有的应用程序提供了高性价比的 HA 解决方案。

为整个 IT 环境提供"第一条防线" 不同于其它基于操作系统和应用的 HA 实现方式，VMware HA 为 IT 系统提供了更统一、更易于管理的高可用性解决方案。VMware 用最少的成本和最简单的管理方式为所用的应用提供了最基本的冗余保护功能。
VMware HA 如何工作？VMware HA 对资源池中的虚拟机进行持续的监控，在虚拟机中安装的代理程序可以在各个虚拟机之间维持"心跳"，当 VMware 发现虚拟机失去"心跳"的时候，就会尝试在其它的 VMware 服务器上重新启动失效的虚拟机。VMware HA 会保证任何时候当物理服务器发生宕机，资源池中都有足够的硬件资源，使失效的服务器中的虚拟机在其它的服务器上顺利启动。VMware 采用的 VMFS 文件系统，通过支持 SAN/iSCSI/NFS 等存储协议，可以允许不同的 VMware 服务器访问同一虚拟机磁盘文件，这一特性使得 VMware HA 的实现非常的简单和方便。

VMware HA 的关键特性：

自动侦测物理服务器失效
VMware HA 会自动的监测物理服务器的运行状态，如果发现服务器出现故障，VMware HA 会在其它的服务器上重新启动故障机上虚拟系统，这个过程无需任何人为干预。

资源预留
VMware HA 永远会保证资源池里有足够的资源提供给虚拟机，当物理服务器宕机后，这部分资源可以保证虚拟机能够顺利的重新启动。

虚拟机自动重新启动
通过其它的物理服务器上重新启动虚拟机，VMware HA 可以保护任何应用程序不会因为硬件时效而中断服务。

智能选择物理服务器
当与 VMware DRS 共同使用时，VMware HA 可以根据资源的使用情况，为失效物理服务器上的虚拟机选择能获得最佳运行效果的物理服务器。

 
解决方案拓扑图

配置举例
产品号 产品描述 数量
X3950 4*Xeon MP EM64T 2.67GHz 双核处理器，8GB 内存，4*73GB SAS 硬盘， 6*以太千兆网卡，ServeRAID 8i 阵列卡，2*FC2 HBA 卡 2
DS400 TotalStorage DS400 阵列柜，10*146G SCSI 硬盘 1
交换机 存储光纤交换机 1
VMware 软件 VMware Virtual Infrastructure Node (4 processors) 1

注：根据实际需求，上述配置可以做相应调整
 
 
成功案例
主要推荐案例：

华纳兄弟（Warner Bros.）

一家集创作、生产和发行于一体的大型综合性国际娱乐公司，其业务范围包括电影、电视业，家庭录像，动画影片、图书，游戏，广播等广泛的娱乐产品。

面临的问题：
大量的单一应用的服务器充斥着空间有限的数据中心机房，电力、制冷等环境容量需求已成为严重问题，同时管理人员不能随着设备的扩展而增加。
公司 IT 服务器发展迅猛：
每年需部署约 60台新的服务器
目前环境中已有超过 400台的 Intel 服务器
支持人员不能按照目前的需要相应增加
数据中心的投入日益提高：
电力需求
制冷需求
网络端口的需求
空间的需求
新系统的部署总是不能按时完成
测试环境总是有限或根本无法使用
没有适当的流程用以停止和废除过时的机器
经统计发现所有的服务器仅有四分之一的系统资源被使用
总是有很多的需要维护操作的计划停机要求

推荐的方案：
利用 VMware ESX 虚拟化软件实现服务器整合：
整合应用和服务架构到少量高可扩展的、高可靠的企业级服务器上，以此整合空闲的资源实施新的项目
推动硬件利用率的最大化，提高生产力
简化系统管理
测试和实施流程化--VMware ESX 服务器的虚拟机映像文件可在环境中方便的移动，使得软件测试人员利用最少的硬件环境快速建立真实的测试环境
利用克隆技术--快速建立部署新的应用环境
支持多种操作系统
Windows® 2000 (any server version)
Windows NT® 4.0 - Service Pack 4 or higher
Red HatTM Linux® 6.2, 7.0, 7.1 or 7.2
SuSETM Linux 7.3
FreeBSD 4.5
Windows 2003
IBM 帮助提供单一的硬件和软件支持

华纳兄弟的现状：
两个服务器 Farms
三台 x445 实施为‘Production Farm'
两台 x445 实施为‘Test Farm'
现正测试 IBM System x3950 平台以准备移植到新的环境中
在"Production Farm"中，有 70多个虚拟服务器在运行
在"Test Farm"中，有 56个虚拟服务器在运行
利用 VMware P2V 的工具，三个应用成功地从物理环境移植到虚拟环境
9台老款物理机退役
14个新的应用直接部署到新的 VMware 环境中
节省了新增 40台服务器的采购计划
其它案例：

1、Aveve Group
Aveve 公司是比利时最大的农业和林业产品提供商，有 60多个子公司和 600多个合作伙伴，超过 2500名员工。Aveve 的 IT 部门为了统一管理子公司各自的应用，准备利用虚拟化架构进行整合。

实现效果
将服务器从 13台减少到 2台，减少了 85%，生产效率大幅度提高
简化异构引用环境的管理
快速的安装、设置、试验和部署应用
通过使用 VMotion 增强了灾备能力
提高 CPU 使用率 3倍

配置
4路 x445 安装 ESX Server
IBM FAStT 600 存储柜，1TB 容量
2、Broward Community College
Broward 是美国第 6 大社区大学，有 7万多名学生和 1万多名教职员工，为满足超过 8万人对多达 70台服务器的访问，系统工程师希望整合这些服务器以减少成本和提高利用率。

实现效果
将 70台虚拟机整合到 3台服务器上
节省硬件投资 $100000
CPU 利用率从 1-2% 提高到 40% 以上
提高内存使用效率
为 80000 用户提供服务
大幅减少部署时间，从数月降到 15分钟
增强硬件可靠性
通过负载均衡实现更高的性能
通过远程终端提高管理效率
快速的启动过程

配置
8路 x440 8GB，8路 x445 8GB